Задовго до того, як ми народжуємося, тканини нашого серця б’ються в такому ритмі, який припиняється лише в останню хвилину життя.
Ця функція настільки механічна, що нам можна пробачити, якщо ми не помічаємо її складності. Проте кожне скорочення вважається такою ж, як нота музиканта, зіграна під керівництвом архітектури нервів, похованих просто під зовнішніми шарами серця.
Ці шляхи, відомі як внутрішньосерцева нервова система, вважалися лише зупинкою для інформації, що передається частинами головного та спинного мозку.
Вчені з Каролінського інституту в Швеції та Колумбійського університету в США тепер виявили вражаючий рівень складності серед нейронів, що оточують серце рибки даніо, кинувши виклик існуючим теоріям про те, як підтримується пульс цього органу у тварин, подібних до нас.
«Цей «маленький мозок» відіграє ключову роль у підтримці та контролі серцебиття, подібно до того, як мозок регулює ритмічні функції, такі як пересування та дихання», — каже нейробіолог з Каролінського інституту Константінос Ампатзіс, який керував дослідженням.
Протягом більшої частини історії вважалося, що діяльність серця була самокерованою, відбиваючи власний рівномірний ритм під впливом власної ворожнечі, яку багато культур вважали самою суттю самого життя.
Незалежність серця була по-новому розглянута німецьким анатомом 18-го століття Альбрехтом фон Галлером, який у своєму короткому тексті про фізіологію стверджував, що серце має «внутрішню подразливість», викликану кров’ю, яка в нього потрапляє.
У 19 столітті пучки нервів, які називаються гангліями, були знайдені в серцях жаб, потім у серцях людей, і швидко зрозуміли, що вони виконують роль серцевого «кардіостимулятора», контролюючи швидкість м’язових скорочень.
Це було б початком багатовікового дослідження стійкої здатності серця підтримувати ритм, коли вчені обговорювали, якою мірою центральна нервова система керувала пульсом.
Враховуючи увагу багатьох поколінь вчених, не тільки дивно, що суперечка про вплив мозку продовжується, але й те, що ще так багато належить відкрити про будову серця.
Ампатзіс і його команда використовували комбінацію імунологічного маркування, РНК-профілю окремих клітин і аналізу електричних властивостей нейронів, що проходять через серцеву тканину, щоб розробити детальну карту внутрішньосерцевої нервової системи серця рибки даніо.
Дослідники виявили велике розмаїття типів клітин, включаючи підмножину нервів, які нагадують центральні нейрони генератора шаблонів у центральній нервовій системі, шляхи, які керують усім, від жування їжі до ходьби до еякуляції.
Незважаючи на те, що їх розділяють сотні мільйонів років еволюції, люди та рибки даніо мають напрочуд схожу фізіологію серцево-судинної системи, що означає, що більшість хребетних поділяють ці нервові шляхи.
Беручи до уваги існуючі знання, видається ймовірним, що серце хребетних має більш складний «мозок», ніж хтось думав, що складається з кардіостимулятора, який запускає серце в дію, і регуляторного менеджера середньої ланки, який приймає сигнали від центральної нервової системи, перш ніж вирішити, як це зробити. серце повинно відгукнутися.
«Ми були здивовані, побачивши, наскільки складною є нервова система серця», — каже Ампатзіс. «Краще розуміння цієї системи може призвести до нових уявлень про хвороби серця та допоможе розробити нові методи лікування таких захворювань, як аритмії».
Далеко від того, щоб провести чітку межу між серцем і мозком, результати ставлять нові питання про те, як ці ознаки змінюються залежно від хвороби, дієти та активності, а майбутні дослідження потенційно виявлять нові цілі для лікування.
Це дослідження було опубліковано в Nature Communications.
